专题突破1 实验技能解题策略（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

专题突破1 第3单元　细胞的能量供应和利用 打造卓越，赢在起点——2025年高考一轮复习 实验技能解题策略 SZ-LWH SZ-LWH 教 公 师 开 课 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 实验设计的热考题型 实验设计的基本程序 实验设计遵循的原则 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 1 单一变量原则 除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，如生物材料(大小、生理状况、年龄、性别等)相同、实验器具(型号、洁净程度等)相同、实验试剂(用量、浓度、使用方法等)相同和条件(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)相同。 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 2 平行重复原则 如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，每次计数都要重复至少3次。 SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 自变量的处理方法 ①“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。 ②“换”：例如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。　　　 3 对照原则 SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 3 对照原则 SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例1. (2024·河南名校联盟)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述，正确的是 A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂，因变量为O2生成量 B.探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，并且需要设计空白对照组 C.探究“pH影响酶活性”的实验，可选用胃蛋白酶，在pH为6～8范围设置不同实验组 D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖 √ SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例2.实验者利用猩猩做研究，发现正常猩猩饲喂携带诺如病毒的食物后发病。再用其他正常猩猩做同样的实验，其目的是遵循实验设计的 A.控制变量原则 B.完整性原则 C.平行重复原则 D.对照原则 √ 实验者用其他正常猩猩做同样的实验以避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学，遵循平行重复性原则，C正确。 SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例3.(2024·江苏基地大联考高三检测)为高效分离高质量的椪柑原生质体，科研人员采用组合酶液Ⅰ(2%纤维素酶 R＋2%离析酶)与组合酶液Ⅱ(2%纤维素酶 W＋2%离析酶)进行实验。实验过程中加入适量的甘露醇，结果如图，其中活性氧会影响原生质体的再生。下列相关叙述错误的是 A.两实验中温度、pH、酶解时间必须相同 B.纤维素酶催化的实质是降低反应的活化能 C.加入的甘露醇具有维持溶液渗透压的作用 D.使用组合酶液Ⅱ获取原生质体的效果较好 √ SZ-LWH SZ-LWH 一、实验设计遵循的原则 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 实验设计的热考题型 实验设计的基本程序 实验设计遵循的原则 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 实验设计程序：书写实验目的→书写实验原理→提出假设→设计实验思路→完善实验步骤→分析实验结果和得出结论。 1.书写实验目的 (1)验证性实验：实验目的的一般写法为“验证……”。 (2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例1：科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善本探究实验的实验目的。 实验目的：____________________________________________________ _________________________。 探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围) SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 2.书写实验原理 实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本思路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。 典例2：为验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下： (1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。 (2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用，则该实验的原理是 _________________________________________________________________________________________________________________。 体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解 思维导图 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 3.提出假设 假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例3：某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用 了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能 导致细胞中出现微核，研究人员以蝴 蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测 统计出微核率和微核细胞率的大小， 来探究磷胺对染色体的影响。若右图 为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是__________________________________________________________。 磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 4.分析实验结果和得出结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法： (1)明确自变量：通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。 (2)明确自变量和因变量的关系：分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面(总)结论”。 (4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 典例4：褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。某研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究，结果如表。回答下列问题： 测定 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性 (相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (1)实验前，小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处，调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析，褪黑素可能作用的细胞有____________ ___________________________(答出两点即可)。 脾淋巴细胞、 NK淋巴细胞、抗体生成细胞 测定 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性 (相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 (2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与______免疫过程。据表结果分析，褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其______有关。 细胞 剂量 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (3)综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是_______ ___________________________________________________________________________________________________。 通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可) 褪黑素 (4)研究发现，褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具，设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。 实验材料及用具：睡眠情况相同的健康小鼠若干只，一定剂量的褪黑素溶液，生理盐水，计时器等。 实验设计思路：________________________________________________ ____________________________________________________________________________________。 预期结果及结论：______________________________________________ ______________________________________________。 将小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服一定剂量的褪黑素溶液，乙组口服等量的生理盐水，在相同环境中饲养，记录两组小鼠每天的睡眠时长 若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长，则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 实验设计的热考题型 实验设计的基本程序 实验设计遵循的原则 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 1 实验思路的规范书写 思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。 注意自变量的处理方法 (1)“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。 (2)“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 [典例1] (2024·重庆南开中学调研)脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于(1)水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿素溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到如图所示结果。请回答下列问题： 图示实验的自变量为_____________________； 实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性________。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是________ ℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路：___________________________________________________________________________________________________________________。 温度和铜离子浓度 降低 40～60 在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (2)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是________________。13C呼气试验检测系统是检测幽门螺杆菌的有效方法，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明13C呼气试验检测的原理：________________________________________________________________________________________________________________________________。 核糖体 幽门螺杆菌会产生脲酶，脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 2 正确书写实验步骤 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。 实验步骤设计的一般程序： SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 [典例2] 现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。 材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放射性的病毒C等。 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 实验步骤： 第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养甲组的A细胞，用__________________ ___________________培养乙组的A细胞。 第二步：将_________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。 第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测______ ___________。 含有32P标记尿嘧啶 核糖核苷酸的培养液 无放射性的病毒C 子代病 毒的放射性 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 预期结果及结论： (1)若_________________________________________________________，则病毒C是DNA病毒。 (2)若_________________________________________________________ ______，则病毒C是RNA病毒。 甲组产生的子代病毒C有放射性，而乙组产生的子代病毒C无放射性 甲组产生的子代病毒C无放射性，而乙组产生的子代病毒C有放 射性 SZ-LWH SZ-LWH 二、实验设计的基本程序 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 3 实验方案评价与修订 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 [典例3] (2024·广东肇庆期末)为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，某同学具体的实验操作步骤如下： ①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。 ②分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL。 ③向各试管中加入相应的缓冲液3 mL，使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。 ④将1～5号试管均放入37 ℃温水中恒温水浴。 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 ⑤反应过程中，每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如表所示。 试管编号 1 2 3 4 5 pH 5.60 6.20 6.80 7.40 8.00 颜色 ＋＋ ＋ 橙黄色 ＋ ＋＋ 注：“＋”表示蓝色程度。 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (1)实验设计中，因变量是________________。实验过程中选择37 ℃恒温的理由是_________________________________________________________________。 (2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明_________________________________。 (3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？___________________。 (4)该同学的操作中有一处错误，请改正：___________________________。 (5)该实验得出的结论是_______________________________________________ __________________________。 颜色变化 保证温度恒定，排除温度对实验结果的干扰；37 ℃是唾液淀粉酶的最适催化温度 淀粉已经完全分解 适当稀释唾液 将步骤③移到②之前 唾液淀粉酶催化的最适pH约为6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (2021·湖北卷，21)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。 实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。 为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，现提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (1)实验设计思路 取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加入等量______________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。 2 甲物质溶液、乙物质溶液 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①：________________________________________________。 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②：__________________________________________。 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③：______________________________________________________ ________________________________。 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后，两组的酶活性均不变 加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 若出现结果④：______________________________________________________ _________________________。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 SZ-LWH SZ-LWH 三、实验设计的热考题型 SZ-LWH SZ-LWH 打造卓越，赢在起点 SZ-LWH SZ-LWH 谢谢! 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